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(共26张PPT)
核心素养测评卷（六）—— 机械与人（功和能、机械效率）
一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。第1～10题每小题只有一个选项符合题目要求，第11～12题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）
1.《民法典》规定：禁止从建筑物中抛掷物品。高空抛物存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的( )
A.重力 B.惯性 C.动能 D.重力势能
D
2.如图，用60 N的拉力将80 N的重物匀速提升2 m，不计绳重和摩擦，下列选项正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离是6 m B.有用功是80 J
C.拉力做的总功是180 J D.动滑轮的重力是40 N
D
3.如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是( )
A.Wa＝Wb＝Wc B.Wa＝Wb＜Wc
C.Wa＝Wb＞Wc D.Wa＜Wc＜Wb
D
4.如图所示，物块M在水平拉力F(大小未知)的作用下，在粗糙程度相同的水平直轨道上运动。物块M在AB段以2 m/s的速度做匀速直线运动，在CD段以5 m/s的速度做匀速直线运动。若AB＝CD，下列说法正确的是( )
A.物块M在AB段所受摩擦力大于在CD段所受摩擦力
B.物块M在AB段所受拉力小于在CD段所受拉力
C.拉力F在AB段做的功小于在CD段做的功
D.拉力F在AB段的功率小于在CD段的功率
D
5.金色的田野，麦浪翻滚，机械轰鸣，大型联合收割机和装载车并肩作业，收割、脱粒、装车同步完成，若两车工作时保持不变的速度前进(如图所示)，则关于装载车的动能和功率分析正确的是( )
A.装载车的动能不变，功率不变
B.装载车的动能变小，功率不变
C.装载车的动能变大，功率不变
D.装载车的动能变大，功率变大
D
6.如图所示，小强把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到鼻子附近的N点，稳定后松手，铁锁来回摆动，O点是它摆动的最低点，M点是摆动到左侧的最高点，若小明不动，不计空气阻力，则下列说法错误的是( )
A.铁锁摆回时不会打到小明的鼻子
B.铁锁摆到M点时具有的动能最小
C.铁锁由O点摆到M点的过程中，重力势能减小
D.在摆动过程中，铁锁的机械能守恒
C
7.如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2 m/s的速度匀速运动了5 s，弹簧测力计的示数为8 N(不计滑轮和绳子之间的摩擦)，拉力F做功的功率为( )
A.1.6 W B.8 W C.3.2 W D.16 W
C
8.如图所示，小明同学探究“影响滑轮组的机械效率的因素”，他用质量相同的滑轮做了如图所示的实验，并测算了各次实验的机械效率。下列说法中正确的是( )
A.实验时，弹簧测力计应在静止时读数
B.根据甲、乙两次实验可知，滑轮组的
机械效率与绳子的绕法有关
C.根据乙、丙两次实验可知，同一滑轮组，
提升的物体越重，机械效率越高
D.实验时，换用不同装置进行多次实验，
目的是为了减小误差
C
9.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示，下列判断正确的是( )
A.0～2 s时，物体静止不动是因为
推力F小于摩擦力f
B.2～4 s时，摩擦力为3 N
C.0～2 s时，木块对地面的压力就
是木块受到的重力
D.4～6 s时，推力对物体所做的功为16 J
D
10.用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图所示，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30 N，绳b对人的拉力为F2＝480 N。此过程( )
A.有用功为300 J
B.F1做的功等于F2做的功
C.F1做的功小于F2做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
D
11.(多选)如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400 N，动滑轮重为5 N，ab＝2 m，bc＝3 m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为15 m
B.拉力F做的功为840 J
C.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功
D.物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大
BD
12.(多选)如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在M点平滑相连。弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在N点，小物块从斜面的P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达Q点。下列说法正确的是( )
A.小物块返回到达Q点时将静止在Q点
B.小物块从N向M运动的过程中，它的动能增加
C.弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大
D.小物块从P向M运动的过程中，小物块减少的重力势能大于其增加的动能
CD
二、填空题（本题共4小题，每空1分，共10分）
13.重物放在塑料板上，如图所示，重物对塑料板的压力和塑料板对它的支持力是一对　 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。当重物越重时，塑料板越弯曲，说明塑料板的 (选填“弹性”或“塑性”)形变程度越大，塑料板的 能越大。
相互作用力
弹性
弹性势
14.2023年8月5日，成都大运会女篮决赛中，中国女篮击败日本女篮夺冠。如图甲是球场上运动员投篮时篮球被抛出后的运动轨迹，b点是篮球运动的最高点，a、c两点的动能和重力势能如图乙所示。小明据此判断出篮球运动过程中机械能不守恒，原因是a、c两点重力势能　 ，但a点的动能　 c点的动能，故a点的机械能　 c点的机械能。
相同
大于
大于
15.有一吊车吊运树木，如图是由吊臂前端的滑轮组装置等效而成。若被吊树木重1 000 N，动滑轮重100 N，被吊树木以0.2 m/s的速度被匀速抬起(不计摩擦和钢丝绳重)，则经过5 s后，吊车做的有用功为　 J。
1 000
16.如图所示，重100 N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度匀速运动10 s，弹簧测力计的示数为20 N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是　 J，拉力F的功率是　 W，物体A受到的摩擦力是　 N。(不计绳重和滑轮重)
40
4
32
17.小明复习“功与机械”的知识，对“滑轮”相关实验进行了回顾和思考。
三、实验探究题（本题共2小题，第17小题10分，第18小题12分，共22分）
（1）小明用如图甲所示定滑轮将钩码提到高处，发现F1＝F2＝F3，可以证明：用定滑轮提升重物时，在改变动力　 时，不会改变拉力大小。小明继续用如图乙所示动滑轮将钩码提到高处，发现F1＝F2＜G，可以证明：用动滑轮提升重物时，可以 (选填“省”或“不省”)力。
方向
省
（2）小明先后按图(a)、(b)所示情况，组装好滑轮组(动滑轮重相同，每个钩码重1 N)。实验过程中收集了a、b两组实验数据如下表：
装置 钩码重/N 钩码上升的高度/m 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动的距离/m 机械效率η/%
a 2 0.1 1 0.3 66.7
b 2 0.1 0.8 0.5
①请计算b组的机械效率η＝　 ，比较a、b两组数据可得结论：
　 。
②小明想继续探究“滑轮组的机械效率与所提升的物重的关系”，根据探究目的，结合图(b)，请你在图(c)中将实验装置补充完整。
50%
在物体重力相同时，动滑轮越重，机械效率越低
18.如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。
（1）在图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度的大小与小球的　 无关。
质量
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较
　 　 　 　 　 反映小球撞击木块C前的动能大小。
（3）由甲、乙两图所示的实验现象可得出结论：小球的动能大小与　 有关；由乙、丙两图所示的实验现象可得出结论：小球的动能大小与　 有关。(均选填“速度”“高度”或“质量”)
木块在水平面上移动的距离
质量
速度
四、综合应用题（14分）
19.如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300 cm2，工人对地面的压强为2.0×104 Pa；此工人的质量为70 kg，两个动滑轮的质量共为10 kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10 N/kg。求：
（1）工人的手对绳的拉力大小；
解：工人对地面的压力F压＝pS＝2.0×104 Pa×0.03 m2＝600 N
工人受到的支持力F支＝F压＝600 N，
工人的重力G＝mg＝70 kg×10 N/kg＝700 N
由力的平衡条件可知，工人的手对绳的拉力
F＝F拉＝G－F支＝700 N－600 N＝100 N
（2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；
（3）滑轮组在此次工作中的机械效率。
[答案]两个动滑轮的重力G动＝m动g＝10 kg×10 N/kg＝100 N
n＝4，不计绳重和摩擦，F＝(f＋G动)，
所以地面对工件的摩擦力f＝4F－G动＝4×100 N－100 N＝300 N
[答案]滑轮组在此次工作中的机械效率η＝＝×100%＝75%

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